Lab_Mel_semicondutores

Roteiro Experimental n°7
Foto Eletrônica
COMPONENTES DA EQUIPE:
1. OBJETIVOS:

Compreender o funcionamento de um fototransistor.

Relacionar Propriedades de semicondutores com matérias elétricos.

Utilizar as propriedades dos semicondutores na geração de energia elétrica.
2. INTRODUÇÃO
Os materiais semicondutores mais usados na indústria eletrônica são o Germânio (Ge) e o Silício (Si),
apesar do Silício predominar a produção atualmente. Seu comportamento se deve à sua ligação química
chamada ligação covalente (por compartilhar elétrons). Cada átomo do silício se liga a quatro átomos
vizinhos através da ligação covalente, ou seja, pares de elétrons (da última camada do Si) são
compartilhados entre dois átomos. Os elétrons das camadas internas giram em torno do núcleo.
A dopagem é feita utilizando-se elementos diferentes dos que integram a rede semicondutora,
usualmente os elementos da coluna III (para semicondutores tipo P) ou da coluna V (para semicondutores
tipo N). É contudo também comum o emprego de elementos de outras colunas, incluso a coluna IV, tanto
para a obtenção de semicondutores do tipo P como do tipo N.
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2.1 TRANSISTORES
Um fototransistor é um transistor bipolar encapado em uma capa transparente que permite que luz
possa atingir a base coletora da junção. O fototransistor funciona de maneira similar a um fotodiodo,
apresentando uma sensitividade muito maior à luz, pois os elétrons gerados pelos fótons na junção da basecoletora são aplicados na BASE do transistor, e sua corrente é então amplificada pela operação do
transistor. O fototransistor apresenta um tempo de resposta maior do que o fotodiodo.
O modelo de Ebers-Moll ilustra como é a ligação interna de um transistor NPN ou PNP. Baseado
neste modelo ó possível nomear os conectores adequadamente sem necessariamente ter o datasheet do
transistor.
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2.2 Efeito de foto geração.
Ao incidir luz sobre a célula fotovoltaica, os fótons chocam-se com outros elétrons da estrutura do silício fornecendolhes energia e transformando-os em condutores. Devido ao campo elétrico
gerado pela junção P-N, os elétrons são orientados e fluem da camada “P” para a camada “N”.
Nesse experimento só é possível obter uma tensão máxima de 0,4V, pois, essa é a tensão de saturação
Poli Cristalino (Vários Cristais)
Mono Cristalino (Único Cristal)
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As celdas Mono cristalinas:
A sua eficiência na conversão da luz solar em eletricidade é superior a 12%.
As celdas Poli cristalinas:
Essas células são produzidas a partir de blocos de silício obtidos por fusão de silício puro em moldes especiais. Uma
vez nos moldes, o silício esfria lentamente e solidifica–se. Nesse processo os átomos não se organizam em um único
cristal. Forma-se uma estrutura policristalina com superfícies de separação entre os cristais.
Sua eficiência na conversão de luz solar em eletricidade é ligeiramente menor do que nas de silício Mono Cristalino
3. MATERIAL NECESSÁRIO
1- Transistor BUY69A aberto ( maldonado)
2- 1 Resistor R1 = 1R
3- 1 Resistor R2 = 1K
4- 4 Led de Alto Brilho(Maldonado)
5- 1 Multímetro
6- 1 Fonte DC
7- Lanterna ( Maldonado)
8- Ferro de solda(Maldonado)
5. PARTE EXPERIMENTAL
Monte o Circuti abaixo.
1- Com a chave fechada anote a tensão V sem remover a carcaça do transistor.
2- Com a chave aberta anote a tensão V sem remover a carcaça do transistor.
3- - Com a chave aberta anote a tensão V removendo a carcaça do transistor e incidindo a luz do LED
sobre o transistor.
4- Com a chave aberta anote a tensão V removendo a carcaça do transistor e não incidindo a luz do
LED sobre o transistor.
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Monte o Circuti abaixo.
1- Anote a tensão V sem a carcaça e incidindo a luz do LED.
1- Anote a tensão V com a carcaça e sem incidir a luz do LED.
1)-Injeção de portadore na Junção PN ( LED)
Monte o circuito prosto
Rv = 1R
Vd = voltímetro
Utilize led de diferentes cores e meça a tensão gerada pela injeção de portadores por efeito da
luz.
2)-Injeção de portadores na junção PN por efeito da temperatura, utilizando um ferro de solda
aqueça o diodo de retificação 1n4007 e meça a corrente reversa
3) Efeito fotovoltaico dos Led
Utilice 4 diodos incolor e meça a tensão gerada ao ser ligada uma lanterna.
4) Efeito fotovoltaico de um transistor com o cristal NPN aberto
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